请问SEM扫描电镜中钨灯丝与场发射的同与异,及各自的优点和缺点.

相同：都是电子枪即发射电子的装置,都有阴极和阳极,阴极都是点源发射,阴极和阳极之间有直流高压电场存在,高压一般可调,用于控制电子的发射速度（能量）,电子枪发射的电流强度很小,微安级别和纳安级别,为防止气体电离造成的大电流击穿高压电源,都需要高真空环境.电子枪阴极都属于耗材系列.

差异和优劣:

1、点源直径不同及优劣：

钨灯丝电子枪阴极使用0.1mm直径的钨丝制成V形（发叉式钨丝阴极）,使用V形的尖端作为点发射源,曲率半径大约为0.1mm；场发射电子枪阴极使用0.1mm直径的钨丝,经过腐蚀制成针状的尖阴极,一般曲率半径在100nm~1μm之间.由于制作工艺上的差异,造价不同,发叉式钨丝阴极便宜,场发射阴极很贵.

2、发射机制不同和优劣

钨灯丝属于热发射,在灯丝电极加直流电压,钨丝发热,使用温度一般在2600K~2800K之间,钨丝有很高的电子发射效率,温度越高电流密度越大,理想情况下的的电子枪亮度越高.由于材料的蒸发速度随温度升高而急剧上升,因此钨灯丝的寿命比较短,一般在50~200小时之间,这个和设定的灯丝温度有关.由于电子发射温度高,发射的电子能量分散度大,一般2ev,电子枪引起的色差会比较大.

场发射电子枪主要的发射机制不是靠加热阴极,而是在尖阴极表面增加强电场,从而降低阴极材料的表面势垒,并且可以使得表面势垒宽度变窄到纳米尺度,从而出现量子隧道效应,在常温甚至在低温下,大量低能电子通过隧道发射到真空中,由于阴极材料温度低,一般材料不会损失,因此寿命很长,可使用上万小时.

3、电子枪控制方式和电子源直径不同和优劣性.

钨灯丝是三极自给偏压控制,具有偏压负反馈电路,因此发射电流稳定度高；由于阴极发射点源面积大,因此电子源尺寸也比较大,50~100μm,发射可达几十~150μA,但电子枪的亮度低,因此当电子束斑聚焦到几个纳米的时候,总的探针电流很小,信噪比太低是限制图像分辨率的根本因素,当前最佳钨灯丝扫描电镜最佳分辨率3.0nm.

场发射电子枪没有偏压负反馈电路,外界电源的稳定度是决定因素,发射电流稳定度相比要低一些；由于尖阴极发射电源面积很小100nm左右,没有明显的电子源,因此使用虚电子源作为电子光学系统设计的初始物而存在,电子虚源直径一般在2~20nm,电子枪亮度相比钨灯丝提高上千倍.当束斑尺寸缩小到1nm以下时依然具有足够强的探针电流来获得足够的成像信号,因此分辨率高,当前最佳的场发射扫描电镜分辨率实现了亚纳米级别.

4、系统真空度不同及优劣

钨灯丝扫描电镜使用一般的高真空,两级真空泵系统获得0.001pa的真空度即可满足,因此造价低.

场发射扫描电镜使用超高真空,需要三级真空泵必须获得0.0000001Pa以上的真空度才可以稳定工作.原因在于电子枪尖阴极不耐较低的真空中被电离的离子轰击,否则枪尖很容易被扫平而失效,这时候的性能还不如钨灯丝,其次电子枪阴极尖端在较低的真空下,吸附的气体分子会急剧加大阴极材料的表面势垒,造成电子枪发射不稳,亮度降低,所以必须使用超高真空一般是10的-8次方.超高真空系统的造价明显比钨灯丝高很多.超高真空的洁净度要好于钨灯丝的一般高真空,因此很长时间,也就是在灯丝寿命内,系统可以免清洗和维护.钨灯丝扫描电镜相对维护周期要短一些.

5、钨灯丝和场发射是具有明显档次差异的,这也从价格上明确反映.钨灯丝扫描电镜十几万,场发射几十万,都是美元.国内目前只能制造最低档次的钨灯丝扫描电镜.

以上定性表达,具体数据还望查阅有关资料

导语：钨丝灯泡作为白炽灯的一种，虽然已经逐渐地退出了照明灯具的主流市场，被新兴的照明灯具所取代。但是作为曾经的主流照明灯具，人们对它的而研究和发展也是所过累累，有很多的资料的积累。今天。小编就带您来领略一下您幼时或关注或不了解的钨丝灯泡小知识。

钨丝灯泡怎么说呢?虽然不再是生活照明的主要照明灯具，不过因为它低廉的价格和适应能力。我们在一些地方还是可以看到他们的身影的。困扰钨丝灯长久使用的问题主要集中在它的能耗问题和使用寿命上，钨丝灯耗能较大，并且因为发光的特点使得使用寿命受到严重的影响。下面就可以跟小编来了解一下钨丝灯相关小知识。

钨丝灯的简介

钨丝灯是因为他采用钨丝来作为灯泡的灯丝，所以才被命名为钨丝灯。其实钨丝灯也就是我们常说的白炽灯的一种，用钨丝来制作白炽灯并且当电流经过灯丝后会产生热量，不断的累计下温度上升直到达到白炽状态，就会形成一个稳定的电光源，这就是钨丝灯泡。因为钨丝的性能更好，钨丝灯也是白炽灯中使用最多的类型。

钨丝灯的使用寿命

钨丝灯泡的使用寿命其实很简单，就是调整灯丝的长度。为了能够增加灯泡的使用寿命，人们通常就是通过增加钨丝的长度来延长寿命。这样做可以让热能在更长的空间内分布，降低了钨丝灯的温度，让钨丝升华过程变慢并且断裂的时间推迟。不过在这样的处理下，钨丝灯的亮度会变弱，光线变暗，想要达到想要的效果就必须使用功率更高的灯泡才有可能。一般的钨丝灯的使用时间一般是1000-1500个小时，一些好一点的钨丝灯泡能够达到2000个小时左右。不过钨丝灯那廉价的价格，更换对使用来将并不是什么难事。

钨丝灯的使用寿命决定因素就是看钨丝的升华情况，升华现象让钨丝越来越细，最终因为承担不了而断裂带来损坏，结束它的使用寿命。我们在使用是要控制使用时间，减少灯泡的长时间高温使用，减少温度过高影响。以上就是土巴兔小编为您手机的关于钨丝灯泡寿命的相关知识，希望能够满足您关于这方面的需要。感谢您对我们土巴兔的支持，我们会继续为您提供更多您需要的知识。

钨丝灯泡的使用寿命其实很简单，就是调整灯丝的长度。为了能够增加灯泡的使用寿命，人们通常就是通过增加钨丝的长度来延长寿命。这样做可以让热能在更长的空间内分布，降低了钨丝灯的温度，让钨丝升华过程变慢并且断裂的时间推迟。不过在这样的处理下，钨丝灯的亮度会变弱，光线变暗，想要达到想要的效果就必须使用功率更高的灯泡才有可能。一般的钨丝灯的使用时间一般是1000-1500个小时，一些好一点的钨丝灯泡能够达到2000个小时左右。不过钨丝灯那廉价的价格，更换对使用来将并不是什么难事。

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